基於CVD含氟聚合物鍍層的超疏油自清潔表面研究

《基於CVD含氟聚合物鍍層的超疏油自清潔表面研究》是葉羽敏為項目負責人，寧波大學為依託單位的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於CVD含氟聚合物鍍層的超疏油自清潔表面研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：葉羽敏
• 依託單位：寧波大學

項目摘要

現有的超疏油自清潔表面製備技術主要包括液相法和高能氣相法。前者存在著溶劑易損傷部分基底材料的表面形貌與結構等局限性，而後者則不易對所需官能團的化學組分計量與功能性達到有效的控制。本項目擬採用一種新型的引發式化學氣相沉積（iCVD）方法，利用該技術條件溫和、乾式鍍膜、過程可控的優點，製備適用於絕大部分基底材料的含氟聚合物超疏油鍍層，通過鍍層的縱向結構設計最佳化膜基結合力、薄膜穩定性與表面功能性，通過模板法與複合接枝法的結合單步實現表面的微納多級形貌構建，並探索不同側鏈長度與沉積技術對含氟聚合物鍍層的表面形貌、晶體結構與表面能的影響。通過本項目的研究，可在機理上實現對iCVD沉積含氟聚合物過程更深層次的理解，進一步拓展與完善氣相複合接枝技術在材料表面功能化上的套用，系統地建立一套新型的可望面向實際套用的超疏油自清潔表面製備技術體系。

結題摘要

超疏水超疏油表面在防水防腐、自清潔、防霧防結冰表面等領域有廣泛的套用。目前超疏水超疏油表面的製備往往需要兩步進行，即製備低表面能塗層再在塗層上進行微納形貌構建，或在表面上先構築微納形貌再對其進行表面改性。這兩種製備策略均需要較繁瑣的步驟。本項目的實施實現了一種單步法氣相製備超疏水超疏油表面的技術。該技術是基於iCVD方法，即通過在真空環境下引入引發劑與單體，並輔以熱絲加熱使得引發劑裂解，在基底表面將被吸附的自由基與單體聚合成膜。本項目中所研發的技術首先在基底表面沉積一層打底層，在此基礎上引入過飽和的含氟聚合物單體氣體，從而在基底表面形核並生長成為均勻排布的聚合物納米垂直陣列。該技術打破了原有諸多超疏水超疏油表面製備方法中需要分兩步實施的弊端，在同一個過程中同時實現了低表面能塗層的沉積與表面微納形貌的構築。同時該方法不需要使用任何溶劑，亦不需要使用高溫高能條件，具有基底普適的特性，有望實現不同材料的超疏水超疏油表面改性。本項目的研究過程中還實現了一種抗生物吸附的生物醫療器械表面製備方法，將此塗層套用於醫用導管後發現血液細胞在表面的粘附有了明顯的減少。此技術有望實現生物材料、醫療器械表面的抗生物粘附與抗凝血塗層的製備。最後，本項目中研發的聚合物納米垂直陣列結構氣相製備方法對聚合物納米材料的製備開闢了一條新的路徑。